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阻燃添加劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-12 15:43:14 |
目前，阻燃添加劑種類較多，根據(jù)不同的劃分標準可將阻燃添加劑分為以下幾類：
（1）按所含阻燃元素可將阻燃添加劑分為鹵系、磷系、磷-氮系、硅系、銻系、硼系和鋁鎂系等幾類阻燃添加劑，其中鹵系阻燃添加劑是目前世界上產(chǎn)量最大的阻燃添加劑之一，具有添加量少、阻燃效果顯著的特點，從而在阻燃領域占有重要地位。
（2）按阻燃添加劑組分的不同可將阻燃添加劑分為無機鹽類阻燃添加劑、有機阻燃添加劑和有機、無機混合阻燃添加劑三種；其中無機阻燃添加劑是一種無鹵阻燃添加劑，具有安全性高、抑煙、無毒、價廉等優(yōu)點，主要包括無機水和金屬化合物、銻系阻燃添加劑、硅系阻燃添加劑、無機磷系阻燃添加劑和可膨脹石墨等；有機阻燃主要包括鹵素阻燃添加劑、磷系阻燃添加劑，該類阻燃添加劑因阻燃元素不同而具有不同的特性。
（3）按阻燃添加劑的使用方法和聚合物中的存在形態(tài)，則可分為添加型和反應型兩大類，其中添加型以無機阻燃添加劑為主，反應型主要是有機阻燃添加劑。
阻燃添加劑阻燃的基本原理。燃燒反應一般有可燃物、氧氣及一定溫度三要素，且缺一不可。阻燃添加劑的作用機理應在材料燃燒時抑制一種或一種以上要素的產(chǎn)生，達到阻止或減緩燃燒的目的。
每一種阻燃添加劑具體的阻燃機理是不同的，但阻燃的基本原理大致是相同的，減少熱分解過程中可燃性氣體的生成和阻礙氣體燃燒過程中的基本反應，吸收燃燒域中的熱量，稀釋和隔離空氣，對阻止燃燒也有一定作用。阻燃添加劑的阻燃包括以下幾個主要過程。
有些阻燃添加劑在加熱過程中，其含有阻燃元素的化合物會發(fā)生吸熱脫水、相變、分解以及其他吸熱反應，降低聚合物表面和燃燒區(qū)域的溫度，從而減慢高聚物的熱分解速度來起到阻燃作用。
材料在燃燒過程中，會產(chǎn)生大量的可燃性氣體，如：一氧化碳。阻燃添加劑的存在，能產(chǎn)生大量的不可燃氣體，有效的稀釋可燃性氣體或空氣，從而實現(xiàn)對材料的阻燃作用。
有些阻燃材料（如磷酸、硼酸）加熱時熔融，在材料表面形成一層玻璃狀的膜，阻礙氧的供給，同時可起隔熱作用和降低可燃性氣體釋放量，從而產(chǎn)生阻燃效應。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質(zhì)量標準：
外觀：白色片狀結(jié)晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游離酚：≤0.1%；
凝固點：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
在聚合物燃燒過程中，大量生成的自由基加快氣相燃燒反應。如能設法捕捉并消滅這些自由基，就可控制燃燒，起到阻燃效果。氣相燃燒反應的速度與燃燒過程中產(chǎn)生的自由基 HO·和 H·的濃度有密切關系。
氣相阻燃添加劑的作用主要是將這類高能量的自由基轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的自由基，抑制燃燒過程的進行，達到阻燃目的。自由基與塵埃顆粒表面接觸，可能失去活性，在塵埃顆粒表面可發(fā)生下述反應：H·+O2·-HO2，在塵埃顆粒表面生成大量活性比 H·，HO·等低得多的自由基 HO2，從而達到抑制燃燒的目的。
總的看來，阻燃添加劑主要通過吸熱冷卻、稀釋、形成隔熱層和終止自由基鏈反應等途徑，來實現(xiàn)對材料的阻燃，其中前三種為物理效應，后一種為化學效應。物理效應有吸熱、稀釋可燃物質(zhì)和隔離空氣的作用等；化學效應有炭化作用、消除自由基作用和磷酞化作用等。
無機水合金屬類化合物主要有氫氧化鎂[Mg(OH)2]，氫氧化鋁[Al(OH)3]、水滑石[Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O]、鋁酸鈣[3CaO·Al2O3·6H2O]等。這類物質(zhì)具有熱穩(wěn)定性好、阻燃、無毒、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、發(fā)煙量小、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。
氫氧化鋁（ATH）是問世最早的無機阻燃添加劑之一，也是國際上阻燃添加劑中用量最大的一種。其阻燃機理是：①向聚合物中添加氫氧化鋁，降低可燃聚合物濃度；②在250℃左右開始脫水，吸熱，抑制聚合物升溫；③分解生成的水蒸氣稀釋了可燃氣體和氧氣濃度，可阻止燃燒進行；④在可燃物表面生成Al2O3，可阻止燃燒。
但ATH有添加量大的缺點，通常需要加入50%以上才能顯示很好的阻燃效果。氫氧化鎂的阻燃機理與ATH 相似。與ATH相比，其熱穩(wěn)定性和抑煙性能都明顯優(yōu)于ATH。
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